技術專題主編前言｜馬達控制與傳動系統技術專輯主編前言

馬達控制與傳動系統技術一直以來不論在工業、國防亦或是民生產業甚至到航太工業等都扮演著舉足輕重的角色。馬達系統雖然已經是發展多年的技術，但是因應近年來的節能減碳、高效製造等方針，如何製造出更具效率的馬達以及傳動系統一直以來都是非常重要議題。近年來精密製造技術持續蓬勃發展，又因為新冠疫情導致全球晶片短缺，臺灣在半導體全球化供應鏈上扮演著相當重要角色。由於半導體生產製造設備一直以來都得仰賴國外進口，政府近年持續推動半導體生產製造設備國產化的目標願景。其中應用在半導體量檢測設備所需的關鍵零組件「奈米定位平台」，可說是傳動技術的極致表現，奈米級定位技術整合了機械傳動與壓電傳動兩部份，必須透過極致的同步與控制表現方可達成此控制目標。
在物聯網技術日漸發展成熟，搭配5G通訊高頻寬低延遲的網路傳輸架構，數位化創新成為工廠不可或缺的一個關鍵發展方向。數位雙生議題在近幾年來搭配著虛擬實境以及混合實境等技術不斷的蓬勃發展；不論是生產線或是研發單位，都希望能夠在故障發生之前預測其發生的時機點，因此故障預診技術搭配著數位雙生架構更加創造了可行性。此技術不但可以應用於馬達與傳動元件製造、電動車相關之懸吊系統製造、甚至是無人機系統的監測等。眾多技術的整合是當今不可或缺重要的一項關鍵開發項目。
本期我們很榮幸能夠邀請到雷虎科技股份有限公司陳冠如董事長在【領袖觀點】中與我們分享雷虎科技在近年來因應金融海嘯以及科技與數位化持續發展過程所帶來的數位轉型，讓公司從以往的遙控模型大廠一路跨足軍用以及商用無人機領域。【電動推進飛機與船舶發展及商機】對淨零排放發展政策，討論電動飛機與船舶發展驅動因素，以及電動飛機、電動船在國內外研製案例進行說明；並且提出了臺灣產業界可探索發展的新商機。
【以自發探索式智慧運算進行馬達自動優化設計】結合自動設計最佳化軟體與電磁分析軟體，開發具突破及創新性的電動馬達自動優化設計流程，導入過程比一般軟體更為簡單許多，可以節省且加速研發與設計人力的效益。【電流感測在馬達偏心故障即時診斷之應用】探討永磁同步馬達之在線偏心診斷技術，透過非侵入式之即時電流量測技術，使得診斷演算法得以在微控制器上執行。【基於圖像化程式編輯工具Blockly之運動控制技術】以Blockly軟體將程式具像化為積木進行拖曳和組合，取代手動輸入程式碼，以降低初學者的程式開發門檻，增進產業的專案開發效率，讓使用者可以達成快速開發運動控制系統的目的。【非接觸式遞送的無人機研究】透過非接觸運送模式特色配送模式的分析整理，並且以實際應用案例說明無人機與起降落平台的協作方式，探討三度空間物流基礎研究，逐步建構空中廊道整合方案。【電動車輛WLTP能耗模擬與實測比對分析】探討電動車輛之能耗測試與模擬分析方法，並且以當前電動車主流的測試標準WLTP為研究基礎，針對WLTP適用於電動車之縮短測試程序，簡述其車輛分級、測試型態及計算公式等定義。最終驗證模擬分析模型應具可靠性，藉此模擬分析模型可做為車輛實測前的分析初判，對於新車型的開發或測試工作上皆有助益。【電動自駕車平台懸吊設計需求分析】以整車多體動力學模型搭配模擬情境，如路面坑洞以及步階轉向等，比較應用了獨立輪模組懸吊機構之電動自駕車平台在懸吊機構優化設計前後之動態性能。【傳動鏈強度計算原理】討論傳動鏈中齒輪之「齒輪失效模式」及「齒面修整介紹」以及「負載頻譜的分析計算」。【伺服機電整合技術】透過開發馬達數位設計軟體與馬達硬體模擬模組來輔助伺服機電模組研製，可加速開發進程。透過連結有限元素軟體來產出數位雙生模型，以協助馬達設計開發，降低開發風險與成本。透過數位設計軟體與硬體模擬模組的整合，達到虛實整合之目的。【基於追瞄系統無人機及智慧地面站的自動化礙子清洗】利用生成對抗網路和電腦視覺運算進行礙子分割和辨識。運用幾何投影將礙子逆向傳送到3D座標中提供雙軸模組作即時運動控制，並且結合了先進的地面站來實現遙控無人機座艙。【液氣壓懸吊發展及其技術】介紹懸吊系統的目的、數學模型，再進一步介紹空氣彈簧懸吊系統中常被重型車輛採用之液氣壓懸吊架構。【伺服機電模組設計】討論了伺服驅動器設計流程，論述了功率級設計需注意相關項目，從功率開關元件之挑選與反馳式轉換器磁性元件設計方法與流程，說明馬達控制迴路相關重點，提供開發相關伺服機電模組的依據。【推動我國無人機科技產業技術發展及策略擬定方向】依照國內發展研析技術需求，提出我國無人機於橋梁檢測及物流運送關鍵技術發展項目，並擬定推動策略建議，可提供實務上推動無人機發展策略參考。
工研院機械所積極配合政府施政方向，持續強化於基礎技術紮根以及與推動先進技術開發之發展目標，在近年來除了帶領業界轉型突破現況，並且深耕國內產業並掌握國際先進技術發展趨勢，以上藉由上述文章分享能拋磚引玉，敬請讀者參考指正。